Структура интегрированной САПР

В процессе работы модули CAD/CAM/CAE создают и обмениваются информацией. Вся информация, касающаяся изделия, хранится в единой базе данных, управляемой PDM. По мере необходимости эта информация используется CAD/CAM/CAE модулями и передается в АСУ предприятия. Ключевой идеей такого подхода является принцип «создать данные один раз, использовать много раз». Это означает, что существует один, общий для всех, источник информации, к которому обращаются по мере необходимости разные пользователи. Характерные направления обмена информации между модулями САПР представлен на рисунке 10.1.

Рисунок 10.1 – Обмен информацией между модулями САПР при проектировании

CAD обеспечивает создание геометрических моделей деталей, объединение их в сборки и, наконец, объединение сборок в геометрическую модель изделия. При создании сборок, помимо оригинальных деталей, используются модели стандартных изделий (подшипники, метизы, электродвигатели и т.д.). Трехмерные геометрические модели оригинальных деталей и сборок помещаются в базу 3D-геометрии (рисунок 10.2), доступную и для других модулей САПР.

На основе математически точных объемных моделей деталей и узлов создается ассоциативная с ними техническая документация – чертежи, спецификации, эксплуатационная документация. «Ассоциативная» означает, что при любом изменении геометрии детали или состава сборки автоматически корректируются и соответствующая документация.

Вся необходимая справочная информация – от данных технического задания и характеристик конкурирующего оборудования до ГОСТов, каталогов оборудования, разнообразных справочников тоже хранится в общей базе данных.

Программы модуля CAE обеспечивают прочностные расчеты отдельных деталей, расчет тепловых или электромагнитных полей в изделии при его эксплуатации и прочее. Можно, например, моделировать движение отдельных частей механизма при его работе, определять возникающие динамические напряжения, условия потери работоспособности, предельно допустимый износ сопряжений и т.д. Исходные данные для расчетов (3D модели деталей и узлов, величины нагрузок и т.д.) считываются из базы данных. Результаты расчетов также передаются на хранение в базу данных и далее используются CAD-модулем для корректировки геометрии и комплектации изделия.

Рисунок 10.2 – Состав конструкторской информации

Модули CAM обеспечивают разработку управляющих программ для технологического оборудования с ЧПУ и, при необходимости, расчет режимов обработки, генерацию стандартных техпроцессов и т.д. При разработке программы для ЧПУ геометрическая модель детали и заготовки, характеристики доступных станков, инструментов и приспособлений считываются из единой базы данных. Исходя из полученной информации, CAM-модуль автоматически или в диалоге с оператором формирует траектории движения инструментов при черновой и чистовой обработке детали.

Для проверки полученной программы проводится визуализация процесса обработки на выбранном станке. При этом, например, можно зрительно оценить шероховатость получившейся поверхности, проверить отсутствие необработанных участков, подобрать нестандартную тактику обработки с различными инструментами и т.п. Результаты работы – в первую очередь, программы для ЧПУ, а также техпроцессы, маршрутные карты – передаются, опять-таки, в базу данных.

Таким образом, вся информация, касающаяся изделия, хранится в единой базе данных, управляемой PDM, и по мере необходимости используется тем или иным модулем. Модуль PDM обеспечивает доступ со стороны различных групп пользователей к этой информации, при этом четко разграничивая их полномочия на изменение данных. Например, нормоконтроллер имеет право делать замечания по моделям, чертежам, спецификациям и т.п., но не имеет права их изменять.

Необходимая для организации производства информация поступает в АСУ предприятия. С другой стороны, со стороны производства тоже поступает информация, необходимая конструктору для совершенствования выпускаемой продукции. Это могут быть запросы на изменения, варианты исполнений, результаты испытаний, данные мониторингов и т.д.